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Essai de mesure précise de charge de l'électron

L'industrie électronique se demande ce qu'il adviendra lorsque les transistors seront si petits que les effets quantiques deviendront importants. En attendant, les partenaires du projet SQUBIT-2 ont mis au point un transistor innovant qui exploite activement les propriétés quantiques des électrons.

Économie numérique

Le transistor SET basé sur l'effet tunnel à un électron a été conçu par des chercheurs dont l'objectif était de savoir si la nature quantique des électrons allait déterminer la façon dont les appareils sont construits. Les transistors à effet tunnel à un électron sont constitués d'un petit îlot métallique connecté à deux électrodes distinctes par des jonctions tunnel pour l'entrée et la sortie des électrons. En appliquant une tension à une électrode de grille couplée à l'îlot par l'intermédiaire d'une capacité, l'énergie nécessaire pour la charge des électrons sur l'îlot est contrôlée. La sensibilité à la charge des transistors SET les rend idéaux pour des électromètres de haute précision qui pourraient mesurer les superpositions délicates d'états de charge dans des îlots supraconducteurs. D'autre part, les îlots supraconducteurs pourraient permettre de mettre en œuvre les bits quantiques nécessaires pour les ordinateurs quantiques. Par conséquent, l'objectif des travaux de recherche menés par les partenaires du projet SQUBIT-2 était d'éliminer le bruit indésirable dans les mesures. Plus précisément, la question de l'élimination du bruit provenant du substrat a fait l'objet d'une approche radicale dans les laboratoires de l'université de Jyväskylä en Finlande. Des transistors à un électron en aluminium ont été fabriqués avec l'îlot sans contact avec le substrat de nitrure de silicium (SiN2). Des études attentives ont montré que le bruit causé par les fluctuateurs de charge piégée dans le substrat était minimisé. Une brèche a par conséquent été ouverte pour l'application de ces dispositifs dans des systèmes à l'état solide adaptés pour les calculs quantiques.

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